كريسبر- كاس.. تقنية جينية حديثة تفتح آفاقاً جديدة لتحسين جودة المحاصيل الاستراتيجية وتعزيز الأمن الغذائي

كتب: د.إيهاب زايد تتسابق مراكز البحث العلمي العالمية والمحلية في العصر الحالي لتجاوز مفهوم الزراعة الكمية البحتة، نحو آفاق أرحب ترتكز على تعظيم الجودة الكيميائية والغذائية للمحاصيل الاستراتيجية مثل القمح والذرة والأرز والمحاصيل الزيتية والبقولية. وفي قلب هذه الثورة التكنولوجية، تبرز أنظمة التحرير الجيني الدقيق، وفي مقدمتها تكنولوجيا «كريسبر-كاس» (CRISPR-Cas)، كأداة جزيئية ثورية تتيح للباحثين إجراء تعديلات موجهة وفائقة الدقة داخل الجينوم النباتي، دون الحاجة إلى إدخال جينات غريبة، مما يفتح بابًا واسعًا لإعادة هندسة المسارات الأيضية ورفع كفاءة التركيب الكيميائي للمحاصيل.

تعتمد التطبيقات المتقدمة لهذه التقنيات على استهداف مواقع محددة في الشفرة الوراثية المسؤولة عن تخليق المركبات الكيميائية المعقدة والإنزيمات الحاكمة في مسارات الأيض الثانوي والأساسي. فعلى سبيل المثال، يتيح التحرير الجيني إمكانية تعديل نسبة الأميلوز إلى الأميلوبكتين في نشا الحبوب لتحسين الخواص الريولوجية والتصنيعية للدقيق، أو تعديل الأحماض الدهنية في بذور المحاصيل الزيتية لرفع نسبة الأحماض الدهنية غير المشبعة المفيدة صحيًا، فضلًا عن تقليل مستويات المركبات المضادة للتغذية والسموم الطبيعية التي تعيق الاستفادة القصوى من الغذاء.

تتكشف القيمة التطبيقية للتحرير الجيني من خلال قدرته الفائقة على تنظيم التعبير الجيني للبروتينات والسكريات والألياف الوظيفية بدقة نسيجية وخلوية عالية. فمن خلال تعطيل جينات محددة أو تحفيز أخرى عبر برمجيات كريسبر المتقدمة، يمكن التحكم في تراكم الأحماض الأمينية الأساسية، مثل الميثيونين واللايسين، في الحبوب والبقوليات، مما يرفع القيمة البيولوجية للناتج النباتي ويعالج أوجه القصور الغذائي المزمنة، مع الحفاظ التام على الحيوية الفسيولوجية والقدرة الإنتاجية للنبات تحت مختلف ظروف الإجهاد البيئي.

تتقاطع هذه المعطيات العلمية المتقدمة بشكل مباشر وأصيل مع صلب تخصصنا ورؤيتنا الاستراتيجية في قسم بحوث دراسة الخلية بمعهد بحوث المحاصيل الحقلية، حيث تمثل تطبيقات التحرير الجيني والتحليل البيوكيميائي والجزيئي المتقدم الركيزة الأساسية لتحديث برامج التربية الوطنية واستنباط أصناف مصرية فائقة الجودة الكيميائية والتغذوية، قادرة على تلبية متطلبات الصناعة والأمن الغذائي القومي.

تتجسد التطبيقات العملية لهذا النهج العلمي المتقدم في بيئتنا البحثية والإنتاجية عبر استخدام التقنيات الجزيئية والكروماتوجرافية لتقييم الطفرات المستهدفة بدقة، ودعم البرامج القومية لاستنباط خطوط وسلالات نقية ذات بصمة كيميائية مثالية، فضلًا عن تعزيز التكامل بين علوم الخلية والوراثة الزراعية لتسويق ونشر الأصناف المستحدثة بما يخدم خطط التنمية المستدامة للدولة.

إن تسخير أنظمة التحرير الجيني الحديثة في تحسين الجودة الكيميائية للمحاصيل الاستراتيجية يمثل نقلة نوعية حقيقية تنتقل بالزراعة من مرحلة الإنتاج التقليدي إلى مرحلة التصنيع الحيوي الدقيق، مما يصون مقدرات الأمن الغذائي ويوفر محاصيل ذات قيمة صحية واقتصادية مضاعفة.

*المادة العلمية: رئيس قسم بحوث دراسة الخلية بمعهد بحوث المحاصيل الحقلية – مركز البحوث الزراعية.

🔹 تابعونا على قناة الفلاح اليوم لمزيد من الأخبار والتقارير الزراعية.
🔹 لمتابعة آخر المستجدات، زوروا صفحة الفلاح اليوم على فيسبوك.